MOŻLIWOŚCI REGENERACJI W SM

MOŻLIWOŚCI REGENERACJI W SM (Nowe perspektywy JUŻ terapeutyczne) Dr n. med. Agnieszka Machlańska PGN K.Selmaj

W SM proces zapalny, neurodegeneracja i niepowodzenie procesów naprawczych przyczyniają się do postępu niesprawności 1,2 Zapalenie Neurodegeneracja / demielinizacja SM Porażka procesów naprawczych / glioza 1 Peterson LK, Fujinami RS. J Neuroimmunol. 2007;184(1-2):37-44; 2 Compston A, Coles A. Lancet. 2002;359(9313):1221-31

W SM proces zapalny, neurodegeneracja i niepowodzenie procesów naprawczych przyczyniają się do postępu niesprawności 1,2 Relapse Gd(+) Progression T1-weighted changes Atrophy Inflammation Neurodegeneration Disease course - years) 1 Peterson LK, Fujinami RS. J Neuroimmunol. 2007;184(1-2):37-44; 2 Compston A, Coles A. Lancet. 2002;359(9313):1221-31

Patologia SM obejmuje zarówno demielinizację jak i neurodegenerację 1 Bodziec immunologiczny Proliferacja i aktywacja limfocytów w węzłach chłonnych Zapalenie Reaktywacja i amplifikacja odpowiedzi immunologicznej Demielinizacja Remielinizacja Krążace, autoreaktywne limfocyty Obwodowy układ immunologiczny Bariera krew/mózg Ośrodkowy układ nerwowy Neurodegeneracja (utrata aksonów/neuronów,, glioza) W rozwoju SM kluczowe znaczenie ma równowaga między procesami niszczenia i naprawy w OUN 1 Barkhof F et al. Nat Rev Neurol. 2009;5(5):256-66; Chun J & Hartung HP. Clin Neuropharmacol 2010; Mehling M et al. Neurology 2010; Aktas O et al. Nature Reviews 2010

Obraz histopatologiczny blaszek demielinizacyjnych zapalenie Demielinizacja Normal MS (courtesy of W. Brück) Utrata aksonów Glioza

Wczesne plaki demielinizacyjneaktywne zapalenie MS EAE

Przewlekłe plaki demielinizacyjnenagie aksony

Uszkodzenie aksonów w MS APP Trapp BD et al. N Engl J Med. 1998 Jan 29;338(5):278-85 Trapp et al., NEJM 338, 278 (1998)

Stałe progresja w SM RR/SP u pacjentów z EDSS > 4,0 EDSS 4 Confavroux Ch 2002 years

Biomarkerem neurodegeneracji jest zmniejszenie objętości mózgowia Utrata mieliny i aksonów prowadzi do redukcji objętości mózgu 1 Utrata objętości mózgu (atrofia) wiąże się w SM z zaburzeniami funkcji poznawczych oraz niesprawnością 2-4 Atrofia całego mózgu, atrofia centralna a i objętość zmian po 1 roku pozwalają przewidzieć EDSS po 10 latach 6 Utrata objętości mózgu jest klinicznie istotnym biomarkerem dla ilościowej neurodegeneracji i może stać się czułym miernikiem dla neuroprotekcji w badaniach klinicznych w SM. 5 a central atrophy rate (procentowa zmiana objętości komór/rok) where only brain/non-brain edge points on the ventricular edges were selected and their mean edge displacement was calculated. 2 1Simon JH. Mult Scler. 2006;12(6):679-87 2 Calabrese M et al. Arch Neurol. 2009;66(9):1144-50; 3 Prinster A et al.mult Scler. 2010;16(1):45-54 4 Minneboo A et al. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2008;79(8):917-23; 5 Zivadinov R, Bakshi R. J Neuroimaging. 2004 ;14(3 Suppl):27S-35S; 6 Popescu V et al. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2013; 84(10):1082-91;

Zaburzenia poznawcze w SM Występują u 40-65% pacjentów z SM Są niezależnie od innych objawów Mają charakter postępujący U większości są łagodne lub umiarkowane ale pogarszają jakość życia Obecnie nie ma leczenia takich zaburzeń

Remielinizacja jako cel terapeutyczny Wszystkie zarejestrowane terapie SM mają charakter immunomodulacyjny (hamują zmiany zapalne) Zmiany degeneracyjne stanowią istotny element patologii SM W MS (SMRR, SMSP, SMPP) występują również zaburzenia remielinizacji zarówno w istocie szarej jak i białej Remielinizacja powoduje poprawę prędkości przewodzenia, przywraca prawidłowa dystrybucję kanałów jonowych wzdłuż aksonów, powoduje poprawę procesów energetycznych w aksonach Remielinizacja może byś najlepszym sposobem na zatrzymanie degeneracji aksonów

Leki wpływające na zahamowanie neurodegeneracji Fingolimod Siponimod Anty-Nogo Anty-Lingo-1

Fingolimod Fingolimod przekracza barierę krew-mózg dzięki swojemu lipofilnemu charakterowi 1,2 Neurony, astrocyty i oligodendrocyty wykazują ekspresję receptora S1P 3 S1P Biologia S1P jest istotna w patologii SM dla przeżycia komórek, mielinizacji i ich różnicowania 4 * H O O H Fingolimod N H 2 1 Foster CA et al.j Pharmacol Exp Ther. 2007;323(2):469-75; 2 Tamagnan GD et al. Poster P839 presented at ECTRIMS 2012; 3 Chun J, Hartung HP. Clin Neuropharmacol. 2010;33(2):91-101; 4 Groves A et al. J Neurol Sci. 2013;328(1-2):9-18 *Figure from Soliven B et al. Neurology. 2011;76(8 Suppl 3):S9-14

Fingolimod Autoradiografia w mikroskopie świetlnym u szczurów po wielokrotnym doustnym podaniu dawek [ 14 C]-fingolimodu (7.5 mg/kg p.o. 1xdz. przez 7 dni) Średnie (SE) poziomy ekspozycji u szczurów (dark agouti strain; 0.3 mg/kg p.o. przez 23 dni) FTY720 Poziom CSF (n = 6) OUN, ośrodkowy układ nerwowy; CSF, płyn mózgowo-rdzeniowy; FTY, fingolimod; P, fosfor; p.o, per os (doustnie) Foster CA et al. J Pharmacol Exp Ther 2007 FTY720-P Stężenie w ng/ml 0.07 (0.02) ng/ml 0.23 (0.17) ng/ml Stężenie w nm* 0.20 (0.06) nm 0.59 (0.44) nm *obliczone na podstawie masy cząsteczkowej and ng/ml

Dowody z badań przedklinicznych Delecja receptorów S1P 1 i S1P 5 w komórkach OUN zmniejszały nasilenie EAE i powodowały brak reakcji myszy z EAE na fingolimod 1,2 Delecja receptora S1P 1 w komórkach nerwowych lub leczenie fingolimodem zmniejszały nasilenie astroglejozy, demielinizacji i utraty aksonów w EAE 1,2 Fingolimod przywracał przewodnictwo nerwowe i funkcje ruchowe w EAE 3,4 Fingolimod może wywierać bezpośredni korzystny wpływ na OUN. Fingolimod poprawiał parametry remielinizacji po wywołanej laboratoryjnie demielinizacji (badanie in vitro) 5 Fingolimod zmniejszał nasilenie demielinizacji i aktywacji mikrogleju niezależnie od nacieków limfocytarnych (model nadwrażliwości późnej) 6 EAE - experimental atuoimmune encephalomyelitis 1. Choi JW et al. Mult Scler 2009: P227; 2. Choi MW et al. Mult Scler 2010: P834; 3. Balatoni B et al. Brain Res Bulletin 2007; 4. Rossi S et al. Mult Scler 2009: P595; 5. Miron VE et al. Am J Pathol 2008; 6. Anthony DC et al. Mult Scler 2010: P814

Fingolimod poprawia odbudowę mieliny w hodowlach tkankowych MBP NFM Hodowla 21-dniowa in vitro Przed podaniem lizolektyny 1 Hodowla 14-dniowa in vitro Nieleczona Po podaniu lizolektyny Hodowla 14-dniowa in vitro Fingolimod 100 pm Po podaniu lizolektyny Istotnie większa ilość mieliny w hodowli potraktowanej fingolimodem w porównaniu z kontrolą sugeruje możliwość bezpośredniego wpływu na remielinizację MBP zasadowe białko mieliny; NFM neurofilamenty Miron et al. Am J Pathol 2010

Fingolimod lub delecja S1P 1 z komórek nerwowych zmniejsza astrogliozę, demielinizację i utratę aksonów w EAE Immunolabelling Naive-WT EAE-WT EAE-WT + EAE-S1P -/- 1 Fingolimod Anti-GFAP Astrogliosis FluoroMyelin Myelination Anti-Neurofilament Axonal staining EAE, experimental autoimmune encephalomyelitis; GFAP, glial fibrillary acidic protein; S1P 1, sphingosine 1-phosphate receptor 1; WT, wild-type Choi JW, Chun J, et al. PNAS, December, 2010

Średnia zmiana objętości mózgowia w miesiącach 0 12 (%) Średnia zmiana objętości mózgowia w miesiącach 0 24 (%) Fingolimod istotnie zmniejszył nasilenie zaników mózgowia w porównaniu do IFNβ-1a IM i placebo TRANSFORMS obserwacja roczna 1 FREEDOMS obserwacja dwuletnia 2 p < 0.001 vs IFNβ-1a IM a p < 0.001 vs placebo a IFNβ-1a IM (n = 359) Fingolimod 0.5 mg (n = 368) Placebo (n = 331) Fingolimod 0.5 mg (n = 357) 0,00-0,20 0.45 0.31 0,00-0,20-0,40-0,40 0.84-0,60-0,80-1,00 31% redukcja względna 3-0,60-0,80-1,00 1.31-1,20-1,40 Średnie tempo zaników tkanki mózgowej u osób zdrowych wynosi 0,1-0.4% / rok. Średnie tempo zaników tkanki mózgowej u nieleczonych pacjentów z SM wynosi ok. 0.5-1,0% / rok 3-1,20-1,40 a Test ANCOVA z uwzględnieniem grupy leczenia, kraju, oraz wejściowej znormalizowanej objętosci mózgowia. N odpowiada liczbie pacjentów z dla ktorych dostepne były dane MRI. 1. Cohen JA et al. N Engl J Med 2010. 2. Kappos L et al. N Engl J Med 2010. 3. FDA Advisory Committee presentation (10 June 2010). 3. Barkhof F et al. Nat Rev Neurol 2009:5:256-266 36% redukcja względna 3

Średnia zmiana objętości mózgowia (%) Terapia fingolimodem konsekwentnie powoduje redukcję atrofii mózgu w porównaniu do placebo już od 6 miesiąca terapii FREEDOMS 2-letnie wyniki 1 Czas (miesiące) 0 0 6 12 24 0.2 0.4 0.6 35.29% redukcji 0.22 (miesiące 0 6) ** 0.34 (miesiące 0 6) 0.50 (miesiące 0 12) * 0.8 1.0 1.2 1.4 Fingolimod 0.5 mg Placebo 0.65 (miesiące 0 12) 0.37 (miesiące 13 24) *** 23.08% redukcji 44.78% redukcji 0.67 (miesiące 13 24) **p < 0.05; **p < 0.01;***p 0.001 dla fingolimodu vs placebo. a Test ANCOVA z uwzględnieniem grupy leczenia, kraju, oraz wejściowej znormalizowanej objętosci mózgowia.. 1. Kappos L et al. N Engl J Med 2010;362:387 401.

BAF 312 (Siponimod) Siponimod selektywnie wiąże się z podtypami 1 i 5 receptora S1P 2 Nowy chemotyp; nie jest to prolek Lipofilny z łatwością przekracza barierę krewmózg 1,3,4 Szybka rekonstytucja immunologiczna: okres półtrwania ~30 godzin; washout: 6 dni 2 Siponimod zmniejsza ekspresję S1P 1 na astrocytach i komórkach endotelialnych w obrębie przewlekłych zmian w SM 3 Siponimod zmniejsza reaktywność S1P 5 w plakach demielinizacyjnych, co koreluje z redukcją utraty mieliny 3 1. Jackson SJ, et al. J Neuroinflammation. 2011;8:76. 2. Gergely P, et al. Br J Pharmacol. 2012;167:1035-1047. 3. Seabrook TJ, et al. Mult Scler. 2010;16:S301. Abstract P858. 4. Brinkmann V. Br J Pharmacol. 2009;158:1173.

BAF 312 (Siponimod) Aktywność w OUN Zmniejszone nasilenie objawów choroby (zależna od dawki redukcja clinical disease scores u szczurów modelu EAE 1) Wycofanie przewlekłego porażenia neurologicznego oraz zmniejszenie procesu zapalnego i demielinizacji u myszy EAE 2 Autoradiografia szczurów 24 godziny po podaniu 3 mg/kg dawki doustnej [ 14 C]siponimodu wykazuje Rdzeń Kręgowy ekspozycję Mózg na lek w obrębie OUN 1 1 Gergely P, et al. Br J Pharmacol. 2012; 2 Seabrook T, et al. Mult Scler. 2010;16:S301. EAE experimental autoimmune encephalitis

H&E score ± SEM Iba score ± SEM Solochrome score ± SEM BAF 312 (Siponimod) cofnął przewlekłe neurologiczne porażenie oraz zredukował proces zapalny i demielinizację u myszy EAE 1 3 Zapalenie Aktywowany mikroglej Demielinizacja 3 3 p = 0.0015 p = 0.0013 p = 0.0017 2 2 2 1 1 1 0 Vehicle CMC Siponimod 0 Vehicle CMC Siponimod 0 Vehicle CMC Siponimod 1 Seabrook T, et al. Mult Scler. 2010;16:S301. SEM, standard error of the mean.

Białka Nogo Istnieją 3 izoformy, którym odpowiada jeden gen Nogo A wykazano jego obecność na ologodendrocytach i neuronach Nogo B na wszystkich komórkach Nogo C ekspresja na komórkach mięśniowych adapted from Chen et al. Nature, 2000; 403:434-439 Białka Nogo hamują odbudowę aksonów po ich uszkodzeniu

Nogo A (20kDa) występuje w pmr pacjentów chorych na SM Detection of 20kDa NogoA product with Ab sc 11032 (Santa Cruz) Detection of 20kDa NogoA product with Ab AB5888 (Chemicon)

Obecność produktu NogoA w pmr Nogo A positive Nogo A negative MS 147 4 CIS 11 0 Neuromyelitis opitica 0 9 Meningo-encephalitis 0 18 Other autoimmune diseases affecting CNS 0 10 Other CNS diseases 0 142

Obecność produktu 20kDa NogoA w tkance mózgowej chorych na SM sc-11032 AB5888

LINGO-1 specyficzny dla OUN gen dla białka błonowego: Leucine Rich Repeats and an Immunoglobulin-like Domain Containing NOGO Receptor Interacting Protein-1 Wysoce konserwatywny: 99,5%zgodność u ludzi i szczurów Ulega ekspresji na neuronach i oligodendrocytach Hamuje mielinizację

LINGO-1 Ekspresja Lingo-1 na komórkach progenitorowych oligodendrocytów w plakach demielinizacyjnych Ekspresja Lingo-1 spada w trakcie dojrzewania OPC

LINGO-1 U myszy pozbawionych lingo-1 obserwuje się wczesną remielinizację w uszkodzonym rdzeniu kręgowym WT LINGO-1 KO No apparent developmental or behavioral abnormalities compared to wild type (WT) mice [Lee 2007; Mi 2005]

LINGO-1 U myszy pozbawionych lingo-1 obserwuje się wcześniejszą mielinizację OUN w trakcie ontogenezy LINGO-1 regulates the timing of onset of CNS myelination during development [Lee 2007; Mi 2005]

LINGO-1 Zablokowanie ekspresji lingo-1 przy użyciu interferujących RNA (si RNA) również promuje różnicowanie oligodendrocytów Control RNAi LINGO-1 RNAi

LINGO-1 Przeciwciała przeciw lingo-1promują mielinizację w hodowli oligodendrocytów i neuronów control IgG 1 mg/ml anti-lingo1 1 mg/ml

LINGO-1 Humanizowane przeciwciała anty- lingo-1 powodują mielinizacje in vitro i remielinizacje in vivo

LINGO-1 Hamuje różnicowanie oligodendrocytów i mielinizację aksonów Wpływa na początek mielinizacji OUN w trakcie rozwoju ontogenetycznego Blokowanie Lingo-1 skutkuje remielinizacją

Anty-Lingo W styczniu 2010 rozpoczęły się badania kliniczne nad pierwszym lekiem Toksyczność była badana na szczurach i małpach-brak AE, na 72 zdrowych, a potem RRMS i SPMS W październiku 2013 rozpoczęło się badanie II fazy BIIB033 jest IgG1 przeciwciałem monoklonoalnym anty-lingo-1

Regeneracja nowy kierunek terapeutyczny Fingolimod Siponimod REGENERACJA Anty-Nogo Anty-Lingo-1

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

Lack of tissue repair in MS lesion